TNF-α诱导的脐带间充质干细胞外泌体对修复细胞及创面愈合的影响研究

来源 :遵义医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jianqing3232
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目的:间充质干细胞外泌体(Mesenchymal Stromal Cells Derived Exosomes,MSC-Exos)可以有效的促进创面愈合,然而细胞的培养环境以及细胞移植部位的病理性炎症等微环境状况极大的影响着MSCs(Mesenchymal Stromal Cells,MSCs)的旁分泌效应及MSC-Exos的生物学效应,炎症预处理可以提高HUCMSCs(Human umbilical Cord Mesenchymal Stem Cell,HUCMSC)的免疫抑制功能及修复功能。本研究通过炎症因子肿瘤坏死因子α(Tumor Necrosis Factorα,TNF-α)预刺激脐带间充质干细胞后提取的外泌体(TNF-Exos),与正常条件下培养的HUCMSCs提取的外泌体(Nor-Exos)做对比,在体内研究TNF-Exos对创面愈合的作用效应。同时在体外通过用人脐静脉血管内皮细胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cell,HUVEC)及成纤维细胞(Human Foreskin Fibroblast,HFF)研究其对创面主要修复细胞的修复相关的生物学效应。方法:(1)HUCMSCs的提取鉴定及HUCMSC-Exos的分离与鉴定:用组织贴壁法提取HUCMSCs,用流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)鉴定。运用差速离心法提取脐带间充质干细胞外泌体(Human umbilical Cord Mesenchymal Stem Cell Derived Exosomes,HUCMSC-Exos),用透射电镜观察HUCMSC-Exos形态,用纳米颗粒跟踪分析仪(Nanosight)鉴定HUCMSC-Exos的粒径,用蛋白质印迹法(Western Blot,WB)鉴定HUCMSC-Exos特异性标记CD9、CD63的表达。提取正常培养条件下HUCMSC-Exos,记为正常外泌体(Nor-Exos);参照相关文献取用20ng/m L的TNF-α刺激HUCMSCs,48h后用相同方法提取外泌体,记为TNF-α外泌体(TNF-Exos)。(2)不同的HUCMSC-Exos对小鼠全层皮肤缺损创面愈合的影响:建立直径为1cm2的小鼠全层皮肤缺损创面模型,创面周围注射200μg的Nor-Exos或TNF-Exos,观察统计创面愈合率的变化。(3)不同HUCMSC-Exos对血管内皮细胞的影响:用浓度为10μg/m L、50μg/m L、100μg/m L的Nor-Exos或TNF-Exos,分别刺激HUVEC,研究不同浓度的Nor-Exos和TNF-Exos对HUVEC成管效应的作用。(4)不同HUCMSC-Exos对人皮肤成纤维细胞的影响:用浓度为100μg/m L的Nor-Exos或TNF-Exos作用于人皮肤成纤维细胞中,采用CCK8法、划痕实验、实时荧光定量PCR(RT-q PCR)实验,观察Nor-Exos和TNF-Exos对HFF的增殖、迁移、炎症及修复相关因子m RNA表达的影响。结果:TNF-α刺激的HUCMSCs来源的外泌体(TNF-Exos),可更好的促进创面愈合,效果好于正常条件下培养的HUCMSCs来源的外泌体(Nor-Exos)(P<0.05)。体外研究表明外泌体表现出一定的剂量依赖性,浓度为100μg/m L时,Nor-Exos和TNF-Exos对HUVEC成管效应的效果最佳。与对照组相比,TNF-Exos可以在体外显著地促进HUVEC的血管的生成(P<0.05),但与Nor-Exos相比无明显差异(P>0.05)。与对照组相比TNF-Exos能够在体外显著地促进HFF的增殖、迁移、降低炎症因子的表达、下调促纤维化因子的表达来抑制瘢痕的形成(P<0.05),但与Nor-Exos相比无明显差异(P>0.05)。结论:(1)相比于正常培养条件下提取的HUCMSC-Exos,TNF-α预处理后提取的HUCMSC-Exos可更好地促进促进小鼠全层皮肤缺损创面的愈合。(2)Nor-Exos和TNF-α预处理后提取的HUCMSC-Exos都可以促进血管内皮细胞的成管、促进HFF的迁移、增殖、降低TGF-β、IL-6、Collagen I、α-SMA的m RNA的表达来促进创面愈合、减轻瘢痕的形成。(3)TNF-α预处理后提取的HUCMSC-Exos可以促进创面愈合的主要靶点可能并不是通过直接地作用于血管内皮细胞及人皮肤成纤维细胞上,有可能是通过改变创面中的炎症细胞或者炎症类修复细胞如巨噬细胞,以及创面的炎症微环境等因素来影响创面修复。
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